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LABORATORY PRACTICE
Essais effectués sur un amortisseur de houle de modèle réduit
W a v e absorber in small-scale tests with waves
Description cVun amortisseur de houle destiné à empêcher ou à limiter ht réflexion de la houle dans les modèles réduits comportant des brise- lames.
L ' é t u d e s u r m o d e l é s r é d u i t s de la n a t u r e d e la h o u l e exige g é n é r a l e m e n t l ' i n s t a l l a t i o n , a u x e x t r é m i t é s d u c a n a l à h o u l e ou a u x l i g n e s d e
d é l i m i t a t i o n d ' u n m o d è l e de p o r t , de d i s p o s i - tifs r é d u i s a n t la réflexion de l a h o u l e p r a t i q u e - m e n t à z é r o . Si T o n p e r m e t à l a h o u l e d e se r é - fléchir, il n a î t r a d e s p e r t u r b a t i o n s n e c o r r e s p o n - d a n t p a s à la r é a l i t é .
Description of a wave absorber intended to eliminate or reduce wave reflection in scale models containing break waters.
W h e n m a k i n g s m a l l - s c a l e t e s t s w i t h w a v e s , s o m e a r r a n g e m e n t s a r e u s u a l l y n e c e s s a r y a t t h e e n d of t h e t e s t i n g f l u m e o r w i t h i n t h e b o u n d a r i e s of t h e m o d e l h a r b o u r t o p r e v e n t w a v e reflexion or r e d u c e i t t o t h e s m a l l e s t p o s s i b l e e x t e n t . If t h e w a v e s a r e a l l o w e d t o r e b o u n d , d i s t u r b a n c e s w h i c h h a v e n o p a r a l l e l i n r e a l i t y i n t e r f e r e w i t h t h e t e s t s .
LE C O I N DU
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1956052
NOVEMBRE 1 9 5 6 - № 5 L A H O U I L L E B L A N C H E — - 7 1 9
Ce p r o b l è m e s e p o s e s u r t o u t l o r s q u ' i l s ' a g i t d ' e s s a i s s u r m o d è l e s r é d u i t s effectués s u r d e s b r i s e - l a m e s p l a c é s d a n s u n c a n a l à h o u l e . E n m o d e l a n t le profil d u c ô t é l a r g e d ' u n b r i s e - l a m e s , il f a u t t e n i r c o m p t e d e c e r t a i n e s c o n d i - t i o n s d e réflexion, q u i affectent les c a r a c t é r i s t i - q u e s d e l a h o u l e . P o u r p o u v o i r d é t e r m i n e r d ' u n e m a n i è r e s i m p l e c e s c o n d i t i o n s d e réflexion, il f a u t c o n n a î t r e l e s c a r a c t é r i s t i q u e s d e l a h o u l e p r i m i t i v e , c ' e s t - à - d i r e d e l a h o u l e q u i se s e r a i t p r o d u i t e s'il n ' y a v a i t e u n i b r i s e - l a m e s n i r é - flexion d a n s le c a n a l .
Afin d e p o u v o i r é t u d i e r l e s c a r a c t é r i s t i q u e s d e la h o u l e n o n i n f l u e n c é e p a r d e s r é f l e x i o n s , le L a b o r a t o i r e d ' H y d r a u l i q u e d e l ' E c o l e P o l y t e c h - n i q u e S u p é r i e u r e d e C h a l m e r s a m i s a u p o i n t u n a m o r t i s s e u r d e h o u l e q u i s e m b l e s u p é r i e u r a u x a m o r t i s s e u r s c o u r a m m e n t e m p l o y é s , t e l s q u e les t a l u s d e p i e r r e d e p e n t e d o u c e , la libre de b o i s e n r o b é e d e t r e i l l a g e o u d u t r e i l l a g e plié e t p r e s s é . L e s e s s a i s effectués s u r l ' a m o r t i s - s e u r o n t é t é r é a l i s é s p a r a l l è l e m e n t avec d e s e s s a i s s u r d e s m o d è l e s r é d u i t s d e b r i s e - l a m e s , d a n s u n c a n a l d e 26 m d e l o n g u e u r , 0,93 m d e l a r g e u r et 0,82 m d e p r o f o n d e u r .
L a f i g u r e 1 r e p r é s e n t e le profil d e l ' a m o r t i s s e u r de h o u l e .
T h e p r o b l e m is of p a r t i c u l a r i m p o r t a n c e d u r - i n g s m a l l - s c a l e t e s t s of b r e a k w a t e r s i n a w a v e f l u m e . T h e w i n d w a r d s i d e of e v e r y b r e a k w a t e r h a s i t s o w n i n d i v i d u a l r e f l e x i o n t y p e w h i c h i n f l u e n c e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s of t h e w a v e s . I n o r d e r t o d e t e r m i n e i n a s i m p l e w a y t h e r e f l e x i o n t y p e i t is n e c e s s a r y t o k n o w t h e c h a r a c t e r i s t i c s of t h e o r i g i n a l w a v e s , t h a t i s t o s a y , t h e c h a r a c - t e r i s t i c s o n t h e w a v e s f o r m e d if t h e r e w e r e n o m o d e l b r e a k w a t e r i n t h e t e s t f l u m e a n d if n o reflexion o c c u r r e d .
I n o r d e r to d e t e r m i n e t h e c h a r a c t e r i s t i c s of w a v e s u n a f f e c t e d b y reflexion, a w a v e a b s o r b e r , w h i c h s e e m s t o b e m o r e effective t h a n t h e u s u a l t y p e s — r o c k f i l l s l o p e s , w o o d - w o o l in w i r e n e t t i n g o r b a l l s of w i r e n e t t i n g — h a s b e e n c o n s t r u c t e d a t t h e L a b o r a t o r y of H y d r a u l i c s of C h a l m e r s ' U n i v e r s i t y of T e c h n o l o g y . T h e w a v e a b s o r b e r w a s t e s t e d i n c o n j u n c t i o n w i t h s m a l l - s c a l e t e s t s of b r e a k w a t e r s i n a f l u m e 26 m l o n g , 0.93 m w i d e a n d 0.82 m d e e p .
F i g . 1 s h o w s a c r o s s s e c t i o n of t h e w a v e
a b s o r b e r .
La vogue se bnse- -— La vogue déferle
Ouverture vcnabie FIG. 1
Profil de l'amortisseur à 1'exlréniité du canal de houle.
Cross section of main; absorber al the end of the flume.
L ' a m o r t i s s e u r d e h o u l e c o n s i s t e e s s e n t i e l l e - m e n t e n u n e s é r i e d e p a n n e a u x i n c l i n é s d o n t le b o r d s u p é r i e u r affleure o u d é p a s s e l é g è r e m e n t le n i v e a u d ' e a u c a l m e et u n t a l u s d e m a c a d a m en p e n t e d o u c e d e profil b o m b é , p l a c é s o u s le n i v e a u d ' e a u c a l m e à u n e h a u t e u r l a i s s a n t e n t r e sa p a r t i e i n f é r i e u r e e t le f o n d d u c a n a l u n p a s - sage d o n t l ' o u v e r t u r e e s t v a r i a b l e .
L ' a m o r t i s s e u r d e h o u l e f o n c t i o n n e de l a m a - n i è r e s u i v a n t e : l a h o u l e i n c i d e n t e d é f e r l e s u r le Lalus e n p e n t e d o u c e , ce q u i d o n n e p r a t i q u e m e n t a u x m a s s e s d ' e a u u n e d i r e c t i o n d e m o u v e m e n t u n i q u e v e r s la p a r o i v e r t i c a l e de l ' e x t r é m i t é a r - r i è r e d u c a n a l . C h a q u e v a g u e se b r i s e e n s u i t e s u r le b o r d s u p é r i e u r d e s p a n n e a u x i n c l i n é s , la m a s s e d ' e a u p a s s e e n t r e les p a n n e a u x : et reflue
I n p r i n c i p l e t h e w a v e a b s o r b e r c o n s i s t s o f a n u m b e r o f s l o p i n g p l a t e s , t h e t o p e d g e s o f w h i c h a r e a b o v e s t i l l w a t e r l e v e l , a g e n t l e b r o k e n s l o p e o f m a c a d a m b e l o w s t i l l w a t e r l e v e l a n d a s p a c e w i t h a v a r i a b l e o p e n i n g b e t w e e n t h e b o t t o m o f t h e f l u m e a n d t h e m a c a d a m s l o p e .
T h e w a v e a b s o r b e r w o r k s i n t h e f o l l o w i n g w a y . T h e i n c o m i n g w a v e s a r e m a d e t o b r e a k o n t h e g e n t l e p a r t o f t h e s t o n e s l o p e , a s a r e s u l t o f w h i c h t h e m a s s e s o f w a t e r i n t h e w a v e s m o v e in. a p r a c t i c a l l y i d e n t i c a l d i r e c t i o n t o w a r d s t h e v e r t i c a l w a l l a t t h e e n d o f t h e f l u m e . A f t e r t h a t e v e r y wave; i s b r o k e n u p a g a i n s t t h e t o p e d g e s o f t h e s l o p i n g p l a t e s , t h e m a s s e s o f w a t e r a r e
FIG. 2
L ' a m o r t i s s e u r m o n t r a n t d e s p h a s e s s u c c e s s i v e s d e h o u l e d e d e u x p é r i o d e s d i f f é r e n t e s . S o m e different phases of the wave motion at the absorber. Two wave periods.
NOVEMBRE 1 9 5 6 - № 5 L A H O U I L L E B L A N C H E 7 5 1
v e r s le c a n a l , p a r le p a s s a g e m é n a g é e n t r e le t a - l u s e t le f o n d d u c a n a l , e t s o r t e n s u i t e d a n s le c a n a l p a r u n e v a n n e . L a m a s s e d ' e a u q u i reflue d a n s le c a n a l r e g a g n e celui-ci s a n s c a u s e r de p e r t u r b a t i o n s n o t a b l e s à la h o u l e i n c i d e n t e ( 1 ) .
L ' i n t e r v a l l e e n t r e les s u r f a c e s d e s p a n n e a u x a été fixé à e n v i r o n la m o i t i é d e l ' a m p l i t u d e m a x i - m u m p o u v a n t ê t r e r é a l i s é e d a n s le c a n a l , soit 20 c m . L e s t r o i s p a n n e a u x a r r i è r e s o n t u n p e u p l u s r a p p r o c h é s les u n s d e s a u t r e s . L e b o r d s u - p é r i e u r d u p r e m i e r p a n n e a u a v a n t se t r o u v e i m m e r g é d e f a ç o n à l a i s s e r , e n t r e l u i et le n i -
s p l i t u p a n d r e t u r n b e t w e e n t h e p l a t e s a n d u n d e r t h e m a c a d a m s l o p e a n d finally o u t t h r o u g h a g a t e i n t o t h e f l u m e . T h e r e t u r n i n g w a t e r r e a - c h e s t h e f l u m e w i t h o u t s e r i o u s l y d i s t u r b i n g t h e i n c o m i n g w a v e s ( 1 ) .
T h e s p a c e b e t w e e n t h e p l a t e s w a s c h o s e n a t a b o u t h a l f t h e m a x i m u m w a v e h e i g h t — 2 0 c m — t h a t c o u l d b e p r o d u c e d i n t h e f l u m e . T h e d i s - t a n c e b e t w e e n t h e t h r e e r e a r p l a t e s w a s s o m e - w h a t less. T h e t o p e d g e of t h e f o r e m o s t p l a t e w a s p l a c e d a q u a r t e r of t h e m a x i m u m w a v e
FIG. 3
H o u l e t y p i q u e p r o d u i t e d a n s le c a n a l . Typical waves produced in the channel
v e a u d ' e a u c a l m e , u n e d i s t a n c e c o r r e s p o n d a n t au q u a r t d e l ' a m p l i t u d e m a x i m u m (20 c m ) , t a n d i s q u e le b o r d s u p é r i e u r d u d e r n i e r p a n n e a u a r r i è r e é m e r g e d u d o u b l e de c e t t e d i s t a n c e de la s u r f a c e d ' e a u c a l m e . L e s b o r d s s u p é r i e u r s d e s p a n n e a u x i n t e r m é d i a i r e s f o r m e n t u n e l i g n e m o n t a n t e r e - l i a n t les b o r d s s u p é r i e u r s d e s p a n n e a u x a v a n t e t a r r i è r e . L a h a u t e u r d e l ' i n t e r v a l l e e n t r e le t a l u s
(1) L e m o u v e m e n t c i r c u l a i r e o u e l l i p t i q u e d e s p a r t i - c u l e s d e h o u l e e s t a f f e c t é p a r l e s m a s s e s d ' e a u s o r t a n t e s s e u l e m e n t s u r u n e d i s t a n c e a p p r o x i m a t i v e d ' u n e l o n - g u e u r d ' o n d e d e v a n t l ' o u v r a g e .
h e i g h t b e l o w still w a t e r level, a n d t h e t o p e d g e of t h e b a c k p l a t e h a l f t h e m a x i m u m w a v e h e i g h t a b o v e still w a t e r level. T h e h e i g h t s of t h e t o p e d g e s of t h e i n t e r j a c e n t p l a t e s w e r e e v e n l y d i s - t r i b u t e d b e t w e e n t h e first a n d t h e l a s t p l a t e s . T h e h e i g h t of t h e s p a c e u n d e r t h e s t o n e s l o p e w a s c h o s e n t o r e s t r i c t t h e r e t u r n flow of w a t e r so t h a t t h e h e i g h t of t h e w a t e r b e t w e e n a n d
(1) T h e c i r c u l a r or e l l i p t i c a l p a r t i c l e o r b i t s o f t h e w a v e s a r e i n f l u e n c e d b y t h e e s c a p i n g w a t e r f o r a d i s t a n c e o f a b o u t o n e w a v e l e n g t h i n f r o n t of t h e w a v e a b s o r b e r .
7 5 2 L A H O U I L L E B L A N C H E № 5 - NOVEMBRE 195G
e t l e f o n d d u c a n a l a é t é c h o i s i e d e f a ç o n à n e p a s l a i s s e r p a s s e r u n e q u a n t i t é d ' e a u t r o p g r a n d e , afin q u e le n i v e a u d ' e a u e n t r e et d e r r i è r e les p a n n e a u x r e s t e t o u j o u r s p l u s élevé q u e le n i v e a u d ' e a u c a l m e . L a v a n n e en t ô l e p l a c é e à l'orifice a v a n t d e cet i n t e r v a l l e e m p ê c h e l ' e a u d e r e t o u r - n e r d a n s l ' a m o r t i s s e u r , l o r s q u e d e s c r ê t e s de v a g u e s p a s s e n t s u r le t a l u s . A u m o m e n t d u p a s - s a g e d ' u n e c r ê t e d e v a g u e , l a v a n n e a s o n o u - v e r t u r e m i n i m u m , et l o r s q u ' u n c r e u x d e v a g u e p a s s e , elle a s o n o u v e r t u r e m a x i m u m . L e t a l u s e s t p l a c é , s u i v a n t l ' a m p l i t u d e de la h o u l e , à la p r o f o n d e u r q u i d o n n e d e s b r i s a n t s p r o n o n c é s .
L ' a m o r t i s s e u r a été s o u m i s à d e s e s s a i s effec- t u é s a v e c d e s a m p l i t u d e s a l l a n t d e 4 à 20 c m et d e s p é r i o d e s d e 1,15 à 2,35 s, s a n s a u t r e m o d i - fication q u e le r e l è v e m e n t o u l ' a b a i s s e m e n t d u t a l u s . C o m m e , e n p l u s de l ' a m o r t i s s e u r d e h o u l e d é c r i t c i - d e s s u s , le c a n a l d ' e s s a i e s t é q u i p é d ' u n filtre à h o u l e c o n s t r u i t s u i v a n t les m ê m e s p r i n - c i p e s q u e celui d é c r i t p a r F . B I E S E L d a n s la Houille Blanche d e m a i - j u i n 1948, p a g e 276, on o b t i e n t e n t r e le filtre et l ' a m o r t i s s e u r u n e h o u l e t r è s u n i f o r m e et r é g u l i è r e . L ' a m p l i t u d e v a r i e p e u le l o n g d u c a n a l ( e n v i r o n 10 % de l ' a m p l i t u d e , m i n . 5 % , m a x . 15 % ) , et o n p e u t c h o i s i r la p é r i o d e q u e l ' o n d é s i r e .
L o r s q u e le b a t t e u r e s t a r r ê t é , la h o u l e se c a l m e v i t e d a n s le c a n a l . L a d e r n i è r e v a g u e a y a n t d é - ferlé s u r l ' a m o r t i s s e u r , il n e r e s t e d a n s le c a n a l q u ' u n e h o u l e i n s i g n i f i a n t e a y a n t u n e a m p l i t u d e m a x i m u m d e 3 c m . E n m o i n s d e 1 à 3 m i n u t e s , le c a n a l r e d e v i e n t t o u t à fait c a l m e .
L e s p h o t o s d e l a f i g u r e 2 r e p r é s e n t e n t l ' a m o r - t i s s e u r e n f o n c t i o n n e m e n t e t l a figure 3 d o n n e u n e x e m p l e d e l a h o u l e p r o d u i t e d a n s le c a n a l .
P . - A . H E D A R , Licencié ès sciences,
Ecole Polytechnique Supérieure de Chalmers,
à Gôteborg, Suède
b e h i n d t h e p l a t e s w a s c o n s t a n t l y a b o v e still w a t e r level.
T h e g a t e a t t h e f r o n t e d g e of t h e o p e n i n g p r e v e n t e d t h e w a t e r f r o m f l o w i n g " b a c k w a r d s "
i n t h e w a v e a b s o r b e r w h e n t h e c r e s t s of t h e i n c o m i n g w a v e s p a s s e d o v e r t h e s t o n e s l o p e . W h e n t h e w a v e c r e s t p a s s e d , t h e g a t e o p e n i n g w a s s m a l l e s t , a n d w h e n t h e t r o u g h of t h e w a v e p a s s e d , t h e o p e n i n g w a s g r e a t e s t . T h e s t o n e s l o p e w a s , for t h e d i f f e r e n t Wave h e i g h t s , p l a c e d a t t h e d e p t h w h i c h c a u s e d t h e w a v e s t o b r e a k c o m p l e t e l y
T h e w a v e a b s o r b e r w a s t e s t e d for wrave h e i g h t s v a r y i n g f r o m 4 c m t o 20 c m w i t h p e r i o d s of 1.15 t o 2.35 s e c o n d s w i t h n o o t h e r a d j u s t m e n t t h a n t h e l i f t i n g o r l o w e r i n g of t h e g e n t l e m a c a d a m s l o p e . W h e n t h e t e s t i n g f l u m e w a s fitted w i t h t h e w a v e a b s o r b e r d e s c r i b e d a b o v e a n d a w a v e filter c o n s t r u c t e d a c c o r d i n g t o t h e p r i n c i p l e s laid d o w n b y F . B I E S E L i n la Houille Blanche, M a y - J u n e 1948, p . 276, v e r y e v e n a n d i n c h a r a c t e r i d e n t i c a l w a v e s w e r e o b t a i n e d b e t w e e n t h e filter a n d t h e w a v e a b s o r b e r . T h e v a r i a t i o n i n w a v e h e i g h t s w a s s m a l l ( a b o u t 10 % of t h e w a v e h e i g h t ; m i n . 5 %, m a x . 15 %), a n d a n y w a v e p e r i o d c o u l d b e u s e d .
W h e n t h e w a v e g e n e r a t o r w a s s t o p p e d , t h e w a v e s i n t h e f l u m e s o o n d i e d d o w n . A f t e r t h e l a s t w a v e h a d r e a c h e d t h e w a v e a b s o r b e r , o n l y a s l i g h t swell, w i t h a m a x i m u m of 3 c m a m p l i - t u d e , r e m a i n e d . A f t e r o n e t o t h r e e m i n u t e s t h e w a t e r i n t h e f l u m e w a s q u i t e still.
T h e p h o t o g r a p h s (fig. 2) s h o w t h e w a v e a b s o r b e r i n f u n c t i o n a n d figure 3 gives a n e x a m - p l e of w a v e s i n t h e f l u m e .
P . - A . H E D A R ,
Chalmers' University of Technology, Goteborg, Sweden
R O B I N — SAMOREAU (S.-et-M.)
